图像处理(Matlab)-再次学习如何使用Matlab

一、一些注意事项

（1）任何在Matlab中运行的文件必须驻留在当前目录或在搜索路径的目录中。

（2）Matlab和MathWorks工具箱提供的文件包含在搜索路径中。

（3）如果想知道哪些目录位于搜索路径中，或者添加或修改所搜路径，最简单的方法是在桌面上从File菜单中选择Set Path，然后使用Set Path对话框

二、matlab中的数字图像

     概念：一幅图像被定义为一个而为函数f(x,y)，其中，x和y是空间（平面）坐标，f在任何坐标点（x,y）处的振幅称为图像在该点的亮度。当f的分量x，y分量和振幅都是有限且离散的变量时，称该图像为数字图像。

     坐标表示：设对一幅图像f(x,y)采样后，得到了一幅有着M行N列的图像，我们称其大小为M x N。

      大多数书中图像原点定义在(x,y)=(0,0)处，沿图像第一行的下一坐标值为(x,y)=(0,1);然而，工具箱中有两处不同：

     （1）工具箱使用（r,c）而不是（x，y）来表示行和列；

     （2）坐标系统的原点在(r,c)=(0,0)处。

     特别注意：IPT文档中将工具箱中的坐标称为像素坐标，IPT还采用一种较少使用的坐标约定，称为空间坐标，这种坐标用x表示列，使用y来表示行。

     图像表示：

     上图中a坐标对应的图像表示为：

     上图中b坐标对应的图像表示为：

     上述两种表示形式中的任意一个元素都称为像元、图元或像素。在Matlab中，图像将用矩阵来表示，矩阵以变量形式存储，变量只能以字母开头，且只能由字母、数字和下划线组成。

三、在Matlab中关于图像的基本操作

     （1）读取图像imread，其语法为      

          imread('filename')

     说明：filename是一个含有图像文件全名的字符串（包含任何可用的扩展名）

示例：

>> f=imread('Fig0203(a)(chest-xray).tif');
>> imshow(f);

注：将图像读入矩阵f，且参数中使用‘’单引号定界字符串，命令结尾的分号在Matlab中是决定是否输出运行该命令后的结果。

>> size(f)
该命令可以得到图像的行数和列数

>> whos f

该命令可显示一个数组的附加信息。
  Name        Size              Bytes  Class    Attributes

  f         494x600            296400  uint8             

示例：

     （2）显示图像imshow

     语法1：imshow(f,G)

     其中，f是一个图像数组，G是显示该图像的灰度技术，若G为缺省，灰度级数为256。

     语法2：imshow(f,[low high])

     会将所有小于或等于low的值都显示为黑色，所有大于或等于high的值都显示为白色。介于low和high之间的值将以默认的级数显示为中等亮度值。

     语法3：imshow(f,[ ])

     可以将变量low设置为数组f的最小值，将变量high设置为数组f的最大值。

     （3）保存图像imwrite

     语法：imwrite(f,'filename')

     注意：filename中包含的字符串必须是一种可识别的文件格式扩展名，如，

     imwrite(f,'iamge','tif')

     或

     imwrite(f,'image.tif')

     若filename无路径信息，则默认保存到当前工作目录中，imwrite还可以有其他参数，具体取决于所选的文件格式。

     一种只适用于JPEG图像的函数是imwrite，其语法为，

          imwrite(f,'filename.jpg','quality', q)

     其中，q是一个0-100之间的整数，由于JPEG压缩，q越小，图像的退化越严重。

     另一种只适用于tif图像的语法为，

          imwrite(g,'filename.tif','compression','parameter',...,'resolution',[colres rowres])

     其中，parameter可以有如下的值之一：

          none：表示无压缩

          packbits：表示比特包压缩（非二值图像的默认参数）

          citt：citt压缩（二值图像的默认参数）

          1 x 2矩阵[colres rowres]包含两个参数，分别以每单位中的点数给出图像的列分辨率和行分辨率

     保存图像到硬盘，

     （1）使用图像窗口中的File菜单中的save as即可

     （2）命令行存储，语法为：

     print -fno -dfileformat -rresno filename

四、数据类型

五、图像类型

（1）亮度图像（Intensity）

（2）二值图像（Binary images）

（3）索引图像（Indexed images）

（4）RGB图像（RGB images）

     注意：其中的二值图像是一个取值只有0和1的逻辑数组，一个取值只包含0和1的uint8类数组，在matlab中不认为是二值图像。

     在提到一幅图像时，是指一幅“data_class image_type图像”，数据类型+图像类型

六、类型转换

     （1）数据类型之间的转换

          B = data_class(A)

     （2）图像类型之间的转换

     im2uint8将输入中所有小于0的值设置为0，而将输入中所有大于1的值设置为255，再将所有的其他值乘以255，将得到的结果四舍五入为最接近的整数后，完成转换。

     要把一个都变了类的任意数组转换成取值范围为[0,1]的归一化double类数组，可以通过mat2gray完成，其基本语法为：

     g = mat2gray(A,[Amin,Amax])

     其中，g的取值范围是0~1，参数是为了在转换时将A中小于Amin的值在g中转换为0，将A中大于Amax的值在g中转换为1，语句：

     g = mat2gray(A);

     将A中实际的最小值和最大值分别赋给Amin，Amax。若输入为double类，输出也为double类。

     函数im2double将输入转换为double类，若输入是uint8类，uint6

类或logical类，则函数im2double将其转换为范围[0,1]间的double类，若输入已经是double类，则该函数返回一个与输入相等的数组。

     亮度图像和二值图像之间的转换，函数im2bw的语法为，

          g = im2bw(f,T)

     该函数通过阈值处理，将一幅亮度图像f转换为一幅二值图像g，该函数自动将输出二值图像声明为一个logical数组，T的取值范围是[0,1]内。

七、Matlab中的索引

     （1）数组索引

     维数为1 x N的数组称为行向量，使用转置符（.'）可将行向量转换为列向量,Matlab

中向量的元素使用方括号括起，并由空格或逗号隔开。

     V = [1 3 5 7 9] 或 V = [1,3,5,7,9]

     存取数据块，使用冒号（:），如要存取v的前三个元素，可以使用语句

          V(1:3)

     使用如下语句存取第三个到最后一个元素：

          V(3:end)

     其中，end表示向量中的最后一个元素，若V是一个向量，则V(:)产生一个列向量，而语句V(1:end)产生一个行向量；索引并不限于连续的元素，如：V(1:2:end)

     函数linspace的语法为

          x = linspace(a,b,n)

     该语句产生一个n个元素的行向量x，这n个元素之间线性地隔开并且包含a与b。

     一个向量也可以作为另一个向量的索引，如：

          V([1 4 5])

（2）矩阵索引

     矩阵索引与数组索引类似，只是从一维变为二维索引

八、M函数编程简介

     M文件可以是简单执行一系列Matlab语句的脚本，也可以是接收变量并产生一个或多个输出的函数;M文件由文本编辑器创建，并以filename.m形式的文件名存储，M文件函数的组成部分为：

     函数定义行

     H1行

     帮助文本

     函数体

     命令

     函数定义形式为

          function [outputs] = name(inputs)

     函数名必须以字母开头，后面可以跟字母、数字、下划线的任意组合，但不允许有空格。函数名最长不能超过63个字符，超过此长度将被忽略。

     H1行是第一个文本行，他是当个注释行，其前面为函数定义行，H1行与函数定义行间无空行或前导空格，一般是对函数的高度摘要，以便于快速了解函数功能。

     帮助文本是紧跟在H1行后面的文本块，二者之间无空行，提供注释或在线帮助。

     函数体包含了所有执行计算并给出输出变量赋值的Matlab代码。

     符号'%'后面非H1行或帮助文本的所有行可看做函数注释行。

九、运算符